RU2623828C2 - Method for measuring concentration of combustible gases and vapors in air by diffusion-type thermocatalytic sensor - Google Patents
Method for measuring concentration of combustible gases and vapors in air by diffusion-type thermocatalytic sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623828C2 RU2623828C2 RU2015120260A RU2015120260A RU2623828C2 RU 2623828 C2 RU2623828 C2 RU 2623828C2 RU 2015120260 A RU2015120260 A RU 2015120260A RU 2015120260 A RU2015120260 A RU 2015120260A RU 2623828 C2 RU2623828 C2 RU 2623828C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- voltage
- measuring
- stage
- duration
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
- G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
- G01N27/16—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by burning or catalytic oxidation of surrounding material to be tested, e.g. of gas
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу измерения концентрации горючих газов и паров в воздухе, основанному на использовании термокаталитических сенсоров пелисторного типа, может использоваться в газоаналитических портативных приборах, стационарной газоаналитической аппаратуре, автоматизированных системах контроля и измерения горючих газов и паров в воздухе на предприятиях горнодобывающей, газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, а также в энергетике, коммунальном хозяйстве и транспорте.The invention relates to a method for measuring the concentration of combustible gases and vapors in air, based on the use of thermocatalytic sensors of the pelistor type, can be used in gas analytical portable devices, stationary gas analysis equipment, automated systems for monitoring and measuring combustible gases and vapors in air at mining, gas, and oil enterprises , oil refining, chemical and other industries, as well as in energy, utilities and transport.
Термокаталитический принцип газового анализа широко распространен в практике газоанализостроения, общее количество ежегодно выпускаемых термокаталитических газоанализаторов и газосигнализаторов фирмами промышленно развитых стран исчисляется сотнями тысяч штук.The thermocatalytic principle of gas analysis is widespread in the practice of gas analysis, the total number of annually produced thermocatalytic gas analyzers and gas detectors by firms of industrialized countries amounts to hundreds of thousands.
Основными достоинствами, определившими широкое применение термокаталитических сенсоров для контроля горючих газов и паров в воздухе являются: простота принципиальных и конструкторских решений как первичных преобразователей (чувствительных элементов), так и сенсора в целом; высокий выходной сигнал; небольшие массогабаритные параметры датчика; способность реагировать только на горючие газы и пары, отсутствие перекрестной чувствительности по отношению ко всем другим негорючим газам, что очень ценно для эксплозиметрии; сравнительно малое потребление электрической энергии, исключающее проблемы с обеспечением искробезопасности электрических цепей; диффузионный подвод анализируемой газовой смеси, не требующей применения побудителей; простой способ взрывозащиты и защиты от влияния пыли и скорости воздушных потоков с помощью металлокерамических газообменных фильтров.The main advantages that have determined the widespread use of thermocatalytic sensors for monitoring combustible gases and vapors in the air are: simplicity of the fundamental and design solutions of both primary converters (sensitive elements) and the sensor as a whole; high output signal; small overall dimensions of the sensor; the ability to respond only to combustible gases and vapors, the absence of cross sensitivity with respect to all other non-combustible gases, which is very valuable for explosimetry; relatively low consumption of electrical energy, eliminating the problems with the intrinsic safety of electrical circuits; diffusion supply of the analyzed gas mixture that does not require the use of stimulants; A simple way of explosion protection and protection from the effects of dust and air velocity using ceramic-metal gas exchange filters.
В практике применения термокаталитических сенсоров используют статические (стационарные) и динамические режимы работы. Предполагаемое изобретение относится к классу термокаталитических сенсоров, работающих в динамическом режиме. Измерения выходного сигнала при работе в этом режиме производят циклически. Длительность каждого цикла включает: продолжительность (время) импульса тока для нагрева чувствительных элементов до рабочей температуры, продолжительность процесса измерения выходного сигнала и длительность паузы, обусловленной требованиями к допустимой инерционности (времени отклика).In the practice of using thermocatalytic sensors, static (stationary) and dynamic modes of operation are used. The alleged invention relates to the class of thermocatalytic sensors operating in dynamic mode. Measurements of the output signal during operation in this mode are performed cyclically. The duration of each cycle includes: the duration (time) of the current pulse for heating the sensitive elements to the operating temperature, the duration of the process of measuring the output signal and the duration of the pause due to the requirements for permissible inertia (response time).
Известен способ измерения (аналог), относящийся к динамическим методам измерения с использованием моста Уитстона, который раскрыт в устройстве для измерения содержания горючего газа (см. напр. а.с. СССР N 1627960, МПК G01N 25/00, опубл. 15.02.1991).A known measurement method (analogue) relating to dynamic measurement methods using the Wheatstone bridge, which is disclosed in a device for measuring the content of combustible gas (see, for example, AS USSR N 1627960, IPC G01N 25/00, publ. 15.02.1991 )
В этом способе о содержании горючего газа, например метана, судят не но абсолютному значению сигнала моста Уитстона, а по разности сигналов, снимаемых в двух разнесенных по времени точках кривой переходного процесса выгорания (беспламенного) окисления метана внутри реакционной камеры сенсора. Эта разность пропорциональна абсолютному содержанию довзрывных концентраций метана в воздухе. Для формирования переходного процесса используют диффузионную головку сенсора с пониженной проницаемостью пористой газообменной стенки, а рабочий чувствительный элемент - с производительностью, превышающей величину диффузионного потока, ограниченного проницаемостью газообменной стенки. Переходный процесс выгорания метана формируют путем периодического включения моста на определенный период времени, в течение которого чувствительные элементы сенсора прогреваются до рабочей температуры, а снятие информации о концентрации метана производят в начальной стадии диффузионной релаксации после окончания периода прогрева. Затем, по завершению процедуры снятия информации, цикл сразу прерывают и очередной цикл возобновляют после паузы, в течение которой в реакционной камере устанавливается концентрационное равновесие с анализируемой окружающей средой.In this method, the content of a combustible gas, for example methane, is judged not only by the absolute value of the Wheatstone bridge signal, but by the difference of the signals recorded at two time-spaced points of the transition curve of the burnout (flameless) oxidation of methane inside the reaction chamber of the sensor. This difference is proportional to the absolute content of pre-explosive methane concentrations in air. To form a transient process, a diffusion head of the sensor with a reduced permeability of the porous gas exchange wall is used, and a working sensitive element with a productivity exceeding the value of the diffusion flow limited by the permeability of the gas exchange wall. A transient burnout of methane is formed by periodically turning on the bridge for a certain period of time, during which the sensitive elements of the sensor are heated to operating temperature, and information on the concentration of methane is removed at the initial stage of diffusion relaxation after the end of the heating period. Then, upon completion of the procedure for taking information, the cycle is immediately interrupted and the next cycle is resumed after a pause during which the concentration equilibrium with the analyzed environment is established in the reaction chamber.
По сравнению со статическим методом динамический метод позволяет избавиться от аддитивной погрешности, обусловленной дрейфом нулевых показаний моста и сократить энергопотребление за счет циклического питания.Compared with the static method, the dynamic method allows you to get rid of the additive error caused by the drift of the zero readings of the bridge and reduce energy consumption due to cyclic power supply.
Недостаток в том, что хотя всякое циклическое питание само является энергосберегающим, но в аналоге длительность импульса и соответственно потребляемый ток и рассеиваемая мощность не оптимизированы по минимуму потребления, что особенно важно при наметившейся тенденции к переходу от проводных систем мониторинга взрывоопасных и токсичных газов к беспроводным с использованием автономных источников питания и передачей информации по радиоканалу.The disadvantage is that although any cyclic power supply is itself energy-saving, in the analogue, the pulse duration and, accordingly, the consumed current and power dissipation are not optimized to a minimum of consumption, which is especially important when there is a tendency to move from wired monitoring systems for explosive and toxic gases to wireless ones using autonomous power sources and transmitting information over the air.
Известен другой способ измерения концентрации горючих газов и паров в воздухе (прототип), относящийся к динамическому методу измерения и включающий циклический режим работы сенсора с двухступенчатым импульсным питанием с заданными амплитудой напряжения, длительностью импульсов напряжения и паузами между ними (см. напр. патент США 6346420, Нац. Кл. 422/94, опубл. 2002).There is another method for measuring the concentration of combustible gases and vapors in the air (prototype), which relates to a dynamic measurement method and includes a cyclic mode of operation of a sensor with a two-stage pulse power supply with a given voltage amplitude, voltage pulse duration and pauses between them (see, for example, US Pat. No. 6346420 , National Cl 422/94, publ. 2002).
В отличие от аналога в прототипе используется только один рабочий чувствительный элемент, что позволило уменьшить объем реакционной камеры, а диффузионный доступ в реакционную камеру ограничить калиброванным отверстием. Для исключения зависимости выходного сигнала от проницаемости пористой газообменной стенки доступ в реакционную камеру осуществляют не непосредственно из анализируемой среды, а через буферное пространство между газообменным фильтром и реакционной камерой, объем которого выбирают достаточным, чтобы концентрация горючей составляющей в нем в течение одного цикла не изменялась. В этом случае изменение сопротивления газообменной стенки никак не сказывается.In contrast to the analogue, the prototype uses only one working sensitive element, which reduced the volume of the reaction chamber, and limited diffusion access to the reaction chamber with a calibrated hole. To exclude the dependence of the output signal on the permeability of the porous gas exchange wall, access to the reaction chamber is carried out not directly from the analyzed medium, but through the buffer space between the gas exchange filter and the reaction chamber, the volume of which is selected so that the concentration of the combustible component in it does not change during one cycle. In this case, the change in the resistance of the gas exchange wall has no effect.
Указанные отличия являются достоинствами способа по сравнению с аналогом.These differences are the advantages of the method compared to the analogue.
Одним из недостатков, так же как аналога, является относительно высокое энергопотребление в импульсе, не удовлетворяющее условиям энергосбережения, требующегося в беспроводных системах мониторинга взрывоопасных и токсичных газов.One of the drawbacks, as well as the analogue, is the relatively high energy consumption per pulse, which does not meet the energy saving conditions required in wireless systems for monitoring explosive and toxic gases.
Другой недостаток в том, что если в смеси горючих газов имеется легковоспламеняющийся газ, например водород, то он не будет измеряться и в этом случае необходимо изменять длительность и амплитуду импульса напряжения и точки отбора показаний, т.е. практически делать последовательно два цикла измерений, один для водорода, другой для всех других горючих газов, что удлиняет вдвое процесс измерений.Another disadvantage is that if there is a flammable gas, such as hydrogen, in a mixture of flammable gases, then it will not be measured and in this case it is necessary to change the duration and amplitude of the voltage pulse and the point of sampling, i.e. practically do two measurement cycles in sequence, one for hydrogen, the other for all other combustible gases, which doubles the measurement process.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования известного способа для сокращении длительности и мощности нагревно-измерительного импульса напряжения при циклическом режиме работы термокаталитического сенсора в энергонезависимых беспроводных сенсорных сетях для систем промышленной безопасности экологического мониторинга, что снижает время контакта с реагирующими веществами и способствует повышению стойкости каталитически активной поверхности к отравлению каталитическими «ядами» и снижению блокирования этой поверхности отложениями кокса-углерода, образующегося в процессе окисления углеводородов и серосодержащих горючих составляющих.The basis of the invention is the task of improving the known method for reducing the duration and power of the heating and measuring voltage pulse during cyclic operation of the thermocatalytic sensor in non-volatile wireless sensor networks for industrial safety systems for environmental monitoring, which reduces the contact time with reacting substances and improves the stability of the catalytically active surface to poisoning with catalytic "poisons" and reducing the blocking of this over awn-carbon coke deposits formed in the oxidation of hydrocarbons and sulfur-containing combustible constituents.
Поставленная задача решается тем, что в способе измерения концентраций горючих газов и паров в воздухе термокаталитическим сенсором диффузионного типа, включающий циклический режим работы сенсора с двухступенчатым импульсным питанием с заданными амплитудой напряжения, длительностью импульсов напряжения и паузами между ними, первую ступень двухступенчатого импульса напряжения формируют путем кратковременной подачи напряжения на сенсор, в 2-2,5 раза превышающего номинальное рабочее напряжение сенсора, и длительностью, ограниченной моментом достижения сенсором температуры, на 15-20% превышающей ее номинальное рабочее значение, а измерение концентраций горючих газов могут производить в период переходного процесса охлаждения сенсора и выполнять путем измерения разницы выходных сигналов напряжений в двух строго фиксированных по времени точках в начале и конце переходного процесса охлаждении.The problem is solved in that in the method for measuring the concentrations of combustible gases and vapors in the air by a diffusion type thermocatalytic sensor, including a cyclic mode of operation of the sensor with a two-stage pulse power supply with a given voltage amplitude, voltage pulse duration and pauses between them, the first stage of a two-stage voltage pulse is formed by short-term voltage supply to the sensor, 2-2.5 times higher than the rated operating voltage of the sensor, and the duration limited by the moment the sensor reaches a temperature that is 15-20% higher than its nominal operating value, and the concentration of combustible gases can be measured during the transient cooling process of the sensor and performed by measuring the difference in the output voltage signals at two points strictly fixed in time at the beginning and end of the transition process cooling.
Поскольку первую ступень двухступенчатого импульса напряжения формируют путем кратковременной подачи напряжения на сенсор, в 2-2,5 раза превышающего номинальное рабочее напряжение сенсора, и длительностью, ограниченной моментом достижения сенсором температуры, на 15-20% превышающей ее номинальное рабочее значение, а измерение концентраций горючих газов могут производить в период переходного процесса охлаждения сенсора и выполнять путем измерения разницы выходных сигналов напряжений в двух строго фиксированных по времени точках в начале и конце переходного процесса охлаждения, обеспечивается сокращение длительности и мощности нагревно-измерительного импульса тока при циклическом режиме работы термокаталитического сенсора в энергонезависимых беспроводных сенсорных сетях для систем промышленной безопасности экологического мониторинга, что снижает время контакта с реагирующими веществами и способствует повышению стойкости каталитически активной поверхности к отравлению каталитическими «ядами» и снижению блокирования этой поверхности отложениями кокса-углерода, образующегося в процессе окисления углеводородов и серосодержащих горючих составляющих.Since the first stage of a two-stage voltage pulse is formed by short-term supply of voltage to the sensor, 2-2.5 times higher than the rated operating voltage of the sensor, and with a duration limited by the moment the sensor reaches a temperature 15-20% higher than its rated operating value, and the concentration measurement Combustible gases can be produced during the period of transient cooling of the sensor and performed by measuring the difference between the output voltage signals at two points strictly fixed in time at the beginning e and at the end of the transient cooling process, the duration and power of the heating and measuring current pulse are reduced during cyclic operation of the thermocatalytic sensor in non-volatile wireless sensor networks for industrial safety systems for environmental monitoring, which reduces the contact time with reacting substances and increases the resistance of the catalytically active surface to poisoning with catalytic poisons and reducing blocking of this surface by coke-carbon deposits and generated in the oxidation of hydrocarbons and sulfur-containing combustible constituents.
Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.
Фиг. 1. Блок-схема стенда, на котором проводилась экспериментальная оценка способа.FIG. 1. The block diagram of the stand, which was an experimental assessment of the method.
Фиг. 2. Формы импульса и их длительность для предлагаемого способа (1, 2) и для прототипа (3).FIG. 2. The shape of the pulse and their duration for the proposed method (1, 2) and for the prototype (3).
Фиг. 3. Форма кривой охлаждения ЧЭ при:FIG. 3. The shape of the CE cooling curve for:
Кривая А - 0% СН4;Curve A — 0% CH 4 ;
Кривая Б - 1,01 % CH4;Curve B - 1.01% CH 4 ;
Кривая В - 2,5% СН4.Curve B - 2.5% CH 4 .
Фиг. 4. Зависимость величины выходного сигнала от концентраций СН4 (кривая Г) и градировочная кривая, построенная по точкам, соответствующим испытанным концентрациям (кривая Д).FIG. 4. The dependence of the magnitude of the output signal on the concentrations of CH 4 (curve D) and the grading curve constructed from points corresponding to the tested concentrations (curve D).
Стенд (фиг. 1), на котором проводилась экспериментальная оценка способа, состоит из реакционной камеры 1, чувствительного элемента сенсора 2, газообменного фильтра 3 из пористой металлокерамики, генератора импульсов 4, блока измерения и представления информации 5, микроконтроллера 6 и источника питания 7.The stand (Fig. 1), on which the experimental evaluation of the method was carried out, consists of a
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Оценка и осуществление предложенного способа производились на стенде, функциональная схема которого представлена на фиг. 1.Evaluation and implementation of the proposed method was carried out on a stand, a functional diagram of which is presented in FIG. one.
Функции формирования точных по длительности и амплитуде импульсов тока, организации синхронизации процессов, выполняет микропроцессор блока 6 с 10-разрядным цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) и 12-разрядным аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Так как сигнал ЦАП микроконтроллера имеет малую мощность (существует ограничение по протекающему через него току), окончательное формирование импульсов с требуемым значением тока и напряжения происходит в блоке генератора импульсов, который обладает высокоскоростными характеристиками, позволяющими не искажать временные и амплитудные границы импульса тока и напряжения.The functions of generating accurate current pulses in duration and amplitude, organizing the synchronization of processes, are performed by
Первая ступень двухступенчатого импульса напряжения нагревает чувствительный элемент 2 до температуры, примерно на 100°C превышающей рабочую (420°C), вторая ступень двухступенчатого импульса напряжения, меньшая по амплитуде, обеспечивает снижение температуры до его рабочего значения.The first stage of the two-stage voltage pulse heats the
Переход с первой ступени на вторую формирует тепловой переходный процесс промежуточного остывания чувствительного элемента, с которого и снимается измерительная информация. Контроль за температурой чувствительного элемента сенсора 2, требующий измерения тока и напряжения на чувствительном элементе осуществляется блоком 5. Дифференциальный сигнал, пропорциональный концентрации горючих составляющих, формируется также в блоке 5 как разница показаний в двух фиксированных по времени точках теплового переходного процесса остывания чувствительного элемента.The transition from the first stage to the second forms a thermal transition process of intermediate cooling of the sensitive element, from which the measurement information is taken. The temperature of the
Полученный аналоговый сигнал переводится в цифровую форму с помощью АЦП микропроцессора блока 6, после чего сравнивается с параметрами переходного процесса, снятыми на чистом воздухе. Электропитание всех электронных блоков и чувствительного элемента обеспечивает блок 7.The obtained analog signal is digitized using the ADC of
Испытания предлагаемого способа и подтверждение правильности его основных положений, проводившиеся на описанном стенде, дали следующие результаты.Tests of the proposed method and confirmation of the correctness of its basic provisions, conducted on the described stand, gave the following results.
Сначала были выбраны параметры импульсов нагревающего напряжения и тока, пауз, через которые импульсы повторяются, и цикла в целом. В образце использовался промышленно выпускаемый чувствительный элемент с нагревателем в виде спирали из платинового микропровода d=10 микрометров, носителем из γ-Al2O3, платина-палладиевым каталитически активным покрытием, с определяющим размером тела чувствительного элемента, равным 0,3 мм.First, the parameters of the pulses of the heating voltage and current, the pauses through which the pulses are repeated, and the cycle as a whole were selected. The sample used a commercially available sensitive element with a spiral heater made of a platinum microwire d = 10 micrometers, a γ-Al 2 O 3 support, a platinum-palladium catalytically active coating, with a sensing element measuring body size of 0.3 mm.
Выбор вышеуказанных параметров проводился в среде чистого воздуха. Для данного типа чувствительного элемента получены следующие параметры: стабилизированное напряжение питания первой половины импульса - 3,6 В, длительность импульса - 80 мс; стабилизированное напряжение второй половины импульса - 1,4 В, длительность второй половины импульса - 120 мс; полная длительность импульса - 200 мс; минимальная длительность паузы, достаточная для остывания чувствительного элемента до температуры окружающей среды <1 с.The selection of the above parameters was carried out in a clean air environment. The following parameters were obtained for this type of sensitive element: stabilized supply voltage of the first half of the pulse - 3.6 V, pulse duration - 80 ms; the stabilized voltage of the second half of the pulse is 1.4 V, the duration of the second half of the pulse is 120 ms; total pulse duration - 200 ms; minimum pause duration sufficient for the sensor to cool to ambient temperature <1 s.
На фиг. 2 представлены формы импульса напряжения и их длительность для предлагаемого способа (1, 2) и для прототипа (3).In FIG. 2 shows the shape of the voltage pulse and their duration for the proposed method (1, 2) and for the prototype (3).
Следующий этап осуществления способа - выбор участка кривой теплового переходного процесса для снятия информации о концентрации горючего газа (метана) в воздухе.The next step in the implementation of the method is the selection of a portion of the curve of the thermal transient process to remove information about the concentration of combustible gas (methane) in the air.
В основу метода определения концентрации горючей составляющей положено явление торможения процесса остывания чувствительного элемента в зависимости от количества выделяемого тепла химической реакции, пропорционального концентрации горючей составляющей.The method for determining the concentration of the combustible component is based on the phenomenon of inhibition of the cooling process of the sensitive element, depending on the amount of heat generated by the chemical reaction, which is proportional to the concentration of the combustible component.
На фиг. 3 представлен характер торможения теплоотвода на участке переходного процесса от 100 до 200 мс. Кривая А отражает процесс остывания чувствительного элемента при 0% СН4. Кривая Б характеризует остывание при 1,01% СН4 и кривая В - при 2,5% СН4. Экспериментально установлено, что наибольшая разница в темпе остывания наблюдается в начальной стадии переходного процесса, для выбранного чувствительного элемента в диапазоне 100-200 мс.In FIG. Figure 3 shows the nature of the braking of the heat sink in the transient region from 100 to 200 ms. Curve A reflects the cooling process of the sensitive element at 0% CH 4 . Curve B characterizes cooling at 1.01% CH 4 and curve C at 2.5% CH 4 . It was experimentally established that the greatest difference in the cooling rate is observed in the initial stage of the transition process, for the selected sensitive element in the range of 100-200 ms.
Для оценки зависимости теплоотвода во всем диапазоне измерений от 0 до 2,5% об. дол. СН4 были измерены сигналы по теплоотдаче для ряда концентраций СН4 % об. дол.: 0%; 0,17%; 0,45%; 1,01%; 1,5%; 2,5%. Зависимость величины сигнала от концентрации СН4 представлена на фиг. 4 (кривая Г), где градировочная кривая построенная по точкам, соответствующим испытанным концентрациям, незначительно отличается от линейной зависимости (кривая Д).To assess the dependence of the heat sink in the entire measurement range from 0 to 2.5% vol. dale CH 4 signals were measured by heat transfer for a number of concentrations of CH 4 % vol. dollars: 0%; 0.17%; 0.45%; 1.01%; 1.5%; 2.5%. The dependence of the signal magnitude on the concentration of CH 4 is shown in FIG. 4 (curve D), where the calibration curve plotted according to the points corresponding to the tested concentrations does not significantly differ from the linear dependence (curve D).
Потребление электроэнергии чувствительным элементом, выпускаемым НТЦ ИГД и используемым в испытаниях по проверке предлагаемого способа, определялось при стабилизированном напряжении на каждой из ступеней и составляло на 1-й ступени при изменении тока за 80 мс с 0,3 А до 0,07 А ~ 0,014 А⋅с, на 2-й ступени при изменении тока за 100 мс с 0,07 А до 0,05 А ~ 0,006 А⋅с.The power consumption of the sensitive element produced by the STC IGD and used in tests to verify the proposed method was determined at a stabilized voltage at each stage and amounted to at the first stage with a current change in 80 ms from 0.3 A to 0.07 A ~ 0.014 A⋅s, at the 2nd stage, when the current changes in 100 ms from 0.07 A to 0.05 A ~ 0.006 A⋅s.
Таким образом, проведенные испытания подтверждают эффективность предлагаемого способа для использования в энергонезависимых беспроводных сенсорных сетях и подтвердили достижение сокращения длительности и мощности нагревно-измерительного импульса тока при циклическом режиме работы термокаталитического сенсора в энергонезависимых беспроводных сенсорных сетях для систем промышленной безопасности экологического мониторинга, что снижает время контакта с реагирующими веществами и способствует повышению стойкости каталитически активной поверхности к отравлению каталитическими «ядами» и снижению блокирования этой поверхности отложениями кокса-углерода, образующегося в процессе окисления углеводородов и серосодержащих горючих составляющих.Thus, the tests confirm the effectiveness of the proposed method for use in non-volatile wireless sensor networks and confirmed the achievement of a reduction in the duration and power of the heating and measuring current pulse during cyclic operation of the thermocatalytic sensor in non-volatile wireless sensor networks for industrial safety systems for environmental monitoring, which reduces contact time with reactants and improves catalytically ivnoy surface to poison catalytic "poisons" and reduce blocking of this surface carbon, coke deposits formed in the oxidation of hydrocarbons and sulfur-containing combustible constituents.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015120260A RU2623828C2 (en) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | Method for measuring concentration of combustible gases and vapors in air by diffusion-type thermocatalytic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015120260A RU2623828C2 (en) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | Method for measuring concentration of combustible gases and vapors in air by diffusion-type thermocatalytic sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015120260A RU2015120260A (en) | 2016-12-20 |
| RU2623828C2 true RU2623828C2 (en) | 2017-06-29 |
Family
ID=57759128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015120260A RU2623828C2 (en) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | Method for measuring concentration of combustible gases and vapors in air by diffusion-type thermocatalytic sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2623828C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1627960A1 (en) * | 1989-04-03 | 1991-02-15 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Fuel gas content meter |
| RU2156972C1 (en) * | 1999-09-09 | 2000-09-27 | Савельев Владимир Алексеевич | Method determining concentration of combustible gases in oxygen-carrying atmosphere |
| US6346420B1 (en) * | 1999-02-25 | 2002-02-12 | Oldham France S.A. | Method of analyzing a gas mixture to determine its explosibility and system for implementing a method of this kind |
| US6489787B1 (en) * | 2000-01-11 | 2002-12-03 | Bacharach, Inc. | Gas detection circuit |
| RU2488812C2 (en) * | 2011-07-29 | 2013-07-27 | Елена Евгеньевна Карпова | Home methane alarm |
| RU2531022C2 (en) * | 2011-07-05 | 2014-10-20 | Александр Михайлович Баранов | Method to detect methane in air |
-
2015
- 2015-05-28 RU RU2015120260A patent/RU2623828C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1627960A1 (en) * | 1989-04-03 | 1991-02-15 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Fuel gas content meter |
| US6346420B1 (en) * | 1999-02-25 | 2002-02-12 | Oldham France S.A. | Method of analyzing a gas mixture to determine its explosibility and system for implementing a method of this kind |
| RU2156972C1 (en) * | 1999-09-09 | 2000-09-27 | Савельев Владимир Алексеевич | Method determining concentration of combustible gases in oxygen-carrying atmosphere |
| US6489787B1 (en) * | 2000-01-11 | 2002-12-03 | Bacharach, Inc. | Gas detection circuit |
| RU2531022C2 (en) * | 2011-07-05 | 2014-10-20 | Александр Михайлович Баранов | Method to detect methane in air |
| RU2488812C2 (en) * | 2011-07-29 | 2013-07-27 | Елена Евгеньевна Карпова | Home methane alarm |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015120260A (en) | 2016-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6435003B1 (en) | Method of identifying a gas and associated apparatus | |
| US8721970B2 (en) | Temperature and humidity compensated single element pellistor | |
| Ivanov et al. | Investigation of catalytic hydrogen sensors with platinum group catalysts | |
| GB2499842A (en) | Temperature regulated multiple gas sensor | |
| Ivanov et al. | Methodology for estimating potential explosion hazard of hydrocarbon with hydrogen mixtures without identifying gas composition | |
| Febrina et al. | Development of a simple CO2 sensor based on the thermal conductivity detection by a thermopile | |
| Chen et al. | Low-cost quartz tuning fork based methane sensor for coal mine safety applications | |
| Sears et al. | Selective thermally cycled gas sensing using fast Fourier-transform techniques | |
| Eshkobilova et al. | Thermocatalytic and Semiconductor Sensors for Monitoring Gas Mixtures | |
| Zakrzewski et al. | Improving sensitivity and selectivity of SnO/sub 2/gas sensors by temperature variation | |
| RU2623828C2 (en) | Method for measuring concentration of combustible gases and vapors in air by diffusion-type thermocatalytic sensor | |
| Sekhar et al. | Packaging and testing of a hydrogen safety sensor prototype | |
| Ivanov et al. | Expanding catalytic sensor capabilities to combustible gas mixtures monitoring | |
| RU2447426C2 (en) | Method and apparatus for detecting pre-explosion concentration of methane in air | |
| Ivanov et al. | Advanced Data Processing for Monitoring the Explosiveness of Combustible Gas Mixtures | |
| Gwiżdż et al. | Temperature modulated response of gas sensors array-humidity interference | |
| Ivanov et al. | Development of an Approach to Increase Hydrogen Measurement Selectivity. | |
| RU201867U1 (en) | Thermocatalytic sensor for hydrocarbon detection | |
| RU196424U1 (en) | THERMOCATALYTIC GAS SENSOR FOR SELECTIVE HYDROGEN DETECTION | |
| Al-Okby et al. | Testing and Integration of Commercial Hydrogen Sensor for Ambient Monitoring Application | |
| RU184021U1 (en) | THERMOCHEMICAL GAS DETECTOR | |
| Abdurakhmanovich et al. | Development of the semi-conductor analyzer for the control steam ethanol | |
| RU2250455C1 (en) | Method of measuring concentration of methane and/or hydrogen | |
| Fricke et al. | Study of pulsed operating mode of a microstructured pellistor to optimize sensitivity and poisoning resistance | |
| RU2536315C1 (en) | Device for determining oxygen and hydrogen concentration in gas medium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180206 Effective date: 20180206 |